Um balde com água pesando 5,60 kg é acelerado de baixo para cima por uma corda de massa desprezível cuja tensão de ruptura é igual a 75,0 N. Se o balde parte do repouso, qual é o tempo mínimo necessário para elevar o balde a uma distância vertical de 12,0 m sem romper a corda?
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Resposta:
Tempo mínimo = 2,6 Segundos
Explicação:
Pela 2 lei de Newton: Força resultante = massa * aceleração
Força resultante = Tensão na corda - Peso do balde com água
Força resultante = 75,0 - (5,60 * 9,8) = 75,0 - 54,88 = 20,12 N
Fr = m * a => 20,12 = 5,6 * a
a = 20,12/5,6 ≅ 3,6 m/s² (aceleração máxima que o balde pode subir sem a corda se romper)
Usando a fórmula: S = S0 + v0 . t + a . t²/2
onde:
S0 = ponto de partida = 0 metros
Sf = Ponto de chegada = 12 metros de altura
V0 = Velocidade inicial(porque o balde parte do repouso)
t = tempo para que balde se desloque 12 metros = ?
a = aceleração que o balde sobe ≅ 3,6 m/s²
Substituindo os valores temos:
12 = 0 + 0*t²+ (3,6 * t²/2)
t² = 2*12/3,6
t² = 24/3,6
t ≅ 2,6 segundos
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